创新驱动下的物理实验教学

肖德合

摘要：物理是一门以实验为基础的自然学科，物理知识大多抽象难懂，但先通过实验演示再去理解物理知识就容易的多了。随着物理学科核心素养的提出，初中物理实验教学也需要不断创新。通过研读沪科版物理教材，发现教材中的一些实验设计在改进后，更便于实际操作，本文就对这些实验提出自己的一些见解。

关键词：创新;滑轮实质;质量;状态

探究一：定滑轮和动滑轮的实质

定滑轮和动滑轮实质是初中物理的难点，我在讲授中，先以学生的原有认知为基础，巧妙的设计器材，通过“减法”和“加法”一步一步的问题引领，使学生轻松的认识了定滑轮和动滑轮的实质，具体做法如下：实验器材：自制定、动滑轮的实质演示器一套（主要包括：一字型框架、十字型框架、米字型框架、两端带挂钩的扁长方形框架、扇形泡沫）、支架、绳子、重物。

演示1：用“减法”演示定滑轮实质

1、教师出示自制定滑轮（米字型框架并填充泡沫），组装完毕并拉动绳子，使重物上升。

提出问题：定滑轮的实质是什么？学生观察并思考。

2、教师把泡沫去掉后。提出问题：泡沫去掉后它能提升重物吗？教师演示：拉动绳子，重物上升不是很顺畅。学生思考并观察。

3、教师依次把十字型框架和一字型框架与长方形框架组装。

4、提出问题：现在它还能再提升重物吗？教师依次演示十字型框架和一字型框架提升重物，学生思考并观察。

5、教师利用一字型框架提升重物，边来回拉动绳子边提出问题：这个杠杆支点在哪里？

找出动力臂和阻力臂，并思考它们的关系呢？学生观察并思考。

6、教师总结：我通过给定滑轮“瘦身”，发现它实质上是一个等臂杠杆，其支点就在滑轮的轴上。

演示2：用“加法”演示动滑轮实质

1、教师演示：把一字型框架和扁长方形框架组装后，向上拉动绳子。

提出问题：在重物上升时，杠杆的支点在哪里？重物能否连续上升吗？

学生观察并思考。

2、教师提出问题：如何使杠杆连续上升呢？

教师演示：把十字型框架和扁长方形框架组装后，向上拉动绳子。

学生观察重物是否连续上升？上升是否顺畅？

3、教师提出问题：如何使重物上升的更顺畅呢？

学生思考，教师依次把米字型框架和填入泡沫后的滑轮与扁长方形框架组装后，拉动绳子，提升重物。

4、教师利用最后一步，给出动滑轮的定义后，提出问题：动滑轮的支点在哪里？找出动力臂和阻力臂，并思考它们的关系？

学生观察并思考。

5、教师总结：我们通过给杠杆“增肥”發现了，动滑轮实质上是一个省力杠杆，其支点就在滑轮右端与绳子的切点处。

教学反思：在教学中发现，通过观察和演示学生很容易理解定滑轮的定义，但对定滑轮是一个杠杆很难理解。我的做法是：给定滑轮一步一步的“瘦身”，从而发现它是一个杠杆，通过找杠杆的支点和力臂，从而发现定滑轮的实质是一个等臂杠杆。

学生有了对定滑轮是个杠杆的认识，就容易猜想到动滑轮也可能是一个杠杆，但是很难找到动滑轮的支点。我的做法是：通过演示图3-a先找到杠杆的支点，然后就以能否连续上升和上升是否顺畅进行问题引导，给杠杆一步一步的“增肥”。最终使同学们发现：动滑轮的实质也是一个杠杆，通过对支点和力臂的判断，得出动滑轮是一个省力杠杆。

探究二：证明“质量与物体的状态无关”

在探究“质量与物体的状态是否有关”的实验中，沪科版教材中采用了冰的熔化和凝固，那么生活中还有那些例子能够证明这个问题呢？对这个问题进行思考和创新，想出了以下两个方法。

方法1：碘锤加热冷却法

实验器材：碘锤、酒精灯、电子秤（0.1g）

实验步骤：①用电子秤测碘锤的总质量为m1;②用酒精灯给碘锤加热，使固态碘变成液态和气态，即有紫色的液态和气态碘出现为止。③把碘锤放到电子秤的同一位置，测量其质量为m2;④等待几分钟直至紫色的碘消失，碘由液态和气态变成固态，然后读其质量为m3;⑤观察到m1=m2=m3

实验结论：质量与物体的状态无关

方法2：天平蜡烛熔化法

实验器材：自制天平（两端带激光笔）、大试管、粉红色蜡烛粉末、酒精灯、槽码（带托盘）

实验步骤：①安装调试器材，打开横梁两端的激光笔。调节天平两端的平衡螺母，观察横梁或激光笔的亮点，直至天平平衡。②增减粉红色蜡烛粉末的质量，直至天平再次平衡。③用酒精灯给粉红色蜡烛粉末加热大约1分钟，同时观察横梁是否转动或亮点是否移动。实验现象：发现蜡烛颜色由粉红到大红，状态由固态到液态，但横梁和亮点位置不动。④等待大约5分钟，发现蜡烛由液态到固态，但横梁和亮点位置仍然不动。

实验结论：质量与物体的状态无关